üldsõnalisus
Dopamiin on katehhoolamiini perekonna oluline neurotransmitter, millel on kontrollfunktsioon: liikumine, nn töömälu, rõõmustunne, tasu, prolaktiini tootmine, une reguleerimise mehhanismid, mõned kognitiivsed teaduskonnad ja võimet pöörata tähelepanu.
Dopamiinergiline piirkond hõlmab mitmeid aju saite, kaasa arvatud substra nigra pars compacta ja keskmise aju tegmentaalala.
Ebanormaalsed dopamiini tasemed põhjustavad mitmeid patoloogilisi seisundeid. Üks nendest patoloogilistest seisunditest on tuntud Parkinsoni tõbi.
Mis on dopamiin?
Dopamiin on orgaaniline molekul, mis kuulub katehhoolamiini perekonda, mis mängib olulist rolli neurotransmitteris inimeste ja teiste loomade ajus.
Dopamiin on ka prekursormolekul, millest rakud tuletavad spetsiifiliste protsesside abil kaks muud neurotransmitterit katehhoolamiini perekonnast: norepinefriini (või noradrenaliini ) ja epinefriini (või adrenaliini ).
MIS ON NEUROTHERABS?
Neurotransmitterid on kemikaalid, mis võimaldavad närvisüsteemi rakkudel, nn neuronitel, omavahel suhelda.
Neuronites paiknevad neurotransmitterid väikeste vesiikulite sees ; vesiikulid on võrreldavad taskutega, mida piirab kahekordne fosfolipiidide kiht, mis on täiesti sarnane geneerilise terve eukarüootse raku tsütoplasma membraani omaga.
Vesikeste sees jäävad neurotransmitterid inertseks, nii et kuni neuronites, kus nad elavad, ei esine närvisüsteemi impulssi .
Närviimpulssid stimuleerivad tegelikult vesiikulite vabanemist neid sisaldavate neuronite poolt.
Vesikulaaride vabanemisega põgenevad neurotransmitterid närvirakkudest, hõivavad nn sünaptilise ruumi (mis on kahe väga lähedase neuroni vaheline eriline ruum) ja suhtlevad naabruses paiknevate neuronitega, et olla täpselt ülalnimetatud neuronite membraaniretseptoritega . Neurotransmitterite ja nende vahetus läheduses paiknevate neuronite koostoime muudab algse närviimpulssi hästi spetsiifiliseks rakuliseks vastuseks, mis sõltub neurotransmitteri tüübist ja kaasatud neuronite retseptorite tüübist.
Lihtsamate sõnadega on neurotransmitterid keemilised sõnumitoojad, mis närviimpulsse vabastavad teatud rakulise mehhanismi esilekutsumiseks.
Lisaks dopamiinile ja selle derivaatidele on norepinefriin ja epinefriin ka teised inimese olulised neurotransmitterid: glütsiin, serotoniin, melatoniin, gamma-aminovõihape (GABA) ja vasopressiin.
DOPAMIINI KEEMILINE NIMETUS
Dopamiini keemiline nimetus on 4- (2-aminoetüül) benseen-1, 2-diool .
DOPAMIINI AJALUGU
Kummalisel kombel on dopamiin neurotransmitter, mida teadlased esmakordselt laboris sünteesisid ja seejärel leidsid nad inimese aju kudedes.
1910. aasta seisuga on dopamiini laboratoorse sünteesi väärtuseks George Barger ja James Ewens, kaks Londoni Wellcome ettevõtte inglise keele keemikut.
Selle asemel, et avastada, et dopamiin on aju sees looduslikult esinev molekul, oli Briti uurija Kathleen Montagu 1957. aastal Londonis Runwell haigla laborites.
Üks aasta pärast dopamiini avastamist ajukudedes, siis 1958. aastal tuvastasid ja kirjeldasid Rootsi Rahvusliku Südame Instituudi keemilise farmakoloogia laborite töötajad teadlased Arvid Carlsson ja Nils-Ake Hillarp neurotransmitteri rolli., kaetud dopamiiniga.
Selle olulise leidmise ja selle kohta, et dopamiin ei ole mitte ainult norepinefriini ja epinefriini eelkäija, sai Carlsson ka Nobeli füsioloogia või meditsiini auhinna .
KUS TULEB DOPAMIINI NIMI?
Teadusringkond võttis vastu mõiste "dopamiin", sest eelkäija molekul, millest George Barger ja James Ewens sünteesisid dopamiini, oli niinimetatud L-DOPA.
Keemiline struktuur
Nagu öeldud, on dopamiin katehhoolamiin.
Katehhoolamiinid on orgaanilised molekulid, milles on korduva benseeni tsükli olemasolu koos kahe OH hüdroksüülrühmaga . Sellel benseenitsüklil, mis on kombineeritud kahe OH-hüdroksüülrühmaga, on keemiline valem C6H3 (OH) 2 .
Dopamiini puhul koosneb see aine benseenitsükli ja katehhoolamiinidele tüüpiliste kahe hüdroksüülrühma ja etüülamiini rühma vahel .
Etüülamiini rühm on orgaaniline ühend, millel on kaks süsinikuaatomit ja üks lämmastik ning millel on järgmine keemiline valem: CH2-CH2-NH2.
Eespool esitatud kahe keemilise valemi valguses, nimelt benseeni rühma kahe OH-rühmaga ja etüülamiinrühma puhul, on dopamiini lõplik keemiline valem: C6H3 (OH) 2- CH2-CH2-NH2 .
Alltoodud joonised näitavad katehhoolamiini, hüdroksüülrühma, etüülamiini, dopamiini ja L-DOPA keemilist struktuuri.
KEEMILISED OMADUSED
Nagu paljud etüülamiinirühmast koosnevad molekulid, on dopamiin orgaaniline alus .
See tähendab, et happelises keskkonnas on see üldiselt protoneeritud kujul; samas kui põhikeskkonnas on see tavaliselt protoneerimata kujul.
Kokkuvõte: kuidas ja kus see juhtub?
Dopamiini looduslik sünteesirada (või biosüntees ) hõlmab nelja põhietappi ja algab aminohappest L-fenüülalaniinist .
Lihtsalt ja skemaatiliselt võib dopamiini biosünteesi kokku võtta järgmiselt:
L-fenüülalaniin ⇒ L-türosiin ⇒ L-DOPA ⇒ dopamiin
L-fenüülalaniini konversioon L-türosiiniks ja L-türosiini konversiooniks L-DOPAks koosneb kahest hüdroksüülimisreaktsioonist . Keemias on hüdroksüülimisreaktsioon reaktsioon, mille lõppedes saab molekul OH-hüdroksüülrühma.
Esimene hüdroksüülimisreaktsioon, nimelt L-fenüülalaniin L-türosiin, toimub ensüümi, mida tuntakse fenüülalaniinhüdroksülaasina, sekkumise tõttu.
L-türosiini reaktsioon L-DOPA aga seevastu toimub tänu türosiinhüdroksülaasi tuntud ensüümi sekkumisele.
Viimane etapp, mis L-DOPA-st pärineb dopamiinist, on dekarboksüülimisreaktsioon .
Keemilistes valdkondades vastab dekarboksüülimisreaktsioon protsessile, mille lõppedes kaotab selline molekul ühe või mitu COOH karboksüülrühma.
D-karboksüülimisreaktsiooni saamiseks, mis tekitab L-DOPA, on ensüüm L-aminohappe dekarboksülaasiks (või DOPA dekarboksülaasiks ).
DOPAMIINI KOKKUVÕTE
Inimorganismis on dopamiini biosüntees peamiselt tingitud dopamiinergilise piirkonna nn neuronitest ja vähemal määral ka neerupealiste (või neerupealiste ) medullaarsest osast .
Dopamiinergilise piirkonna neuronid või dopamiinergilised neuronid on närvirakud, mis asuvad:
- Substantia nigra , täpselt nn. Materia nigra (või must aine) toimub keskjoones, mis on üks kolmest peamisest ajupiirkonda moodustavast piirkonnast.
Vaatamata sellele, et must aine on osa aju tüvest, toimib see telencephaloni baasi (või basaalganglioni ) tuumade juhtimisel; telencephalon on aju.
Erinevate teaduslike uuringute kohaselt on materia nigra pars compacta dopamiini peamine sünteesi koht inimkehas.
- Ventral tegmental ala . Ventralises tegmentaalses piirkonnas on ka keskjõu tasemel dopamiinergilised neuronid, mille laiendused jõuavad erinevatesse närvipiirkondadesse, kaasa arvatud: tuumad accumbens, prefrontaalne ajukoor, amygdala ja hipokampus.
- Posterior hüpotalamuse . Dopamiinergiliste neuronite pikenemine tagumises hüpotalamuses jõuab seljaajuni.
- Hüpotalamuse ja hüpotalamuse paraventrikulaarse tuuma kaarjas tuum . Nende kahe piirkonna dopamiinergilistel neuronitel on laiendused, mis jõuavad hüpofüüsi. Siin vastutavad nad prolaktiini tootmise mõjutamise eest.
- Subthalamuse ebakindel ala .
DEGRADEERUMISEGA
Dopamiini loomulik lagunemine inaktiivsetes metaboliitides võib toimuda kahel erineval viisil ja see hõlmab kolme ensüümi:
- monoamiini oksüdaas (või MAO),
- katehhool-O-metüültransferaas (COMT)
- aldehüüdi dehüdrogenaas.
Mõlemad dopamiini loodusliku lagunemise viisid tekitavad aine, mida tuntakse homovaniilhappena (HVA).
Funktsioonid
Dopamiin täidab mitmeid funktsioone nii kesknärvisüsteemis kui ka perifeerses närvisüsteemis .
Kesknärvisüsteemi puhul on dopamiin neurotransmitter, mis osaleb:
- Liikumise kontroll
- Prolaktiini hormooni sekretsiooni mehhanism
- Mälumahu kontroll
- Tasu ja rõõmu mehhanismid
- Tähelepanu juhtimine
- Mõnede käitumisaspektide ja mõnede kognitiivsete funktsioonide kontroll
- Une mehhanism
- Meeleolu kontroll
- Õppimise aluseks olevad mehhanismid
Perifeerse närvisüsteemi puhul toimib dopamiin:
- Vasodilataatorina
- Naatriumi eritumise stimuleerijana läbi uriini
- Soole motoorikat soodustava tegurina
- Lümfotsüütide aktiivsust vähendava tegurina
- Langerhani saarte (pankrease beeta-rakud) insuliini sekretsiooni vähendava tegurina
DOPAMINERGILISED SOOVITUSED
Pärast selle vabastamist sünaptilises ruumis avaldab dopamiin oma toimeid närvirakkude membraanil esinevate nn dopaminergiliste retseptoritega .
Imetajatel - seega ka inimestel - on 5 erinevat dopamiinergiliste retseptorite alatüüpi. Nende 5 retseptori alatüübi nimed on väga lihtsad: D1, D2, D3, D4 ja D5.
Dopamiini tekitatud vastus sõltub dopamiinergilise retseptori alatüübist, millega dopamiin ise toimib.
Teisisõnu varieeruvad dopamiini rakulised toimed sõltuvalt interaktsioonis osalevast dopamiinergilisest retseptorist.
Enkefoonis varieerub dopamiinergiliste retseptorite jaotus tihedus aju piirkonnast. Teisel viisil on aju igal alal oma dopamiinergiliste retseptorite kogus.
Bioloogid usuvad, et see retseptori jaotuse erinev tihedus sõltub funktsioonidest, mida aju piirkonnad peavad katma.
DOPAMIIN JA LIIKUMINE
Inimese motoorsed oskused (korrektsed liikumised, liikumise kiirus jne) sõltuvad dopamiinist, mida põhi-ganglionide toimel vabaneb nigra .
Tegelikult, kui materia nigra vabanev dopamiin on normaalsest madalam, muutuvad liikumised aeglasemaks ja koordineerimata. Seevastu, kui dopamiin on normaalsest suurem kvantitatiivselt kõrgem, hakkab inimkeha tegema tarbetuid liigutusi, mis on väga sarnased.
Seega on dopamiini vabanemise peenreguleerimine materia nigra poolt oluline selleks, et inimene liiguks õigesti, teostaks koordineeritud žeste ja õigel kiirusel.
DOPAMINA JA PROLACTIINI VABASTAMINE
Kaarva tuuma dopamiinergilistest neuronitest ja paraventrikulaarsest tuumast pärinev dopamiin inhibeerib hüpofüüsi laktotroopsete rakkude poolt prolaktiini hormooni sekretsiooni.
Nagu on kergesti arusaadav, tähendab dopamiini puudumine või vähenemine eespool nimetatud piirkondadest hüpofüüsi laktotroopsete rakkude suuremat aktiivsust, seega suuremat prolaktiini tootmist.
Dopamiini, mis inhibeerib prolaktiini sekretsiooni, nimetatakse "prolaktiini inhibeerivaks faktoriks" (PIF).
Et teada saada, millised on prolaktiini mõjud, saavad lugejad klõpsata siia.
DOPAMIIN JA MEMORY
Mitmed teaduslikud uuringud on näidanud, et dopamiini piisav tase prefrontaalses ajukoores parandab nn töömälu .
Töömälu on määratluse kohaselt "teabe ajutise hooldamise ja manipuleerimise süsteem erinevate kognitiivsete ülesannete täitmisel, nagu mõistmine, õppimine ja põhjendus".
Kui prefrontaalsest ajukoorest pärinevad dopamiini tasemed vähenevad või suurenevad, hakkab töömälu kannatama.
DOPAMIIN, PLEASURE JA TAGASI
Dopamiin on rõõmu ja tasu vahendaja.
Usaldusväärsete uuringute kohaselt vabastaks inimese aju dopamiini, kui ta "elab" meeldivaid asjaolusid või tegevusi, nagu näiteks toitu, mis põhineb headel toitudel või rahuldaval seksuaalsel tegevusel.
Dopamiinergilise piirkonna neuronid, mis on kõige rohkem seotud tasu ja rõõmumehhanismidega, on tuumad accumbens ja prefrontaalne ajukoor.
DOPAMIIN JA TÄHELEPANU
Dopamiin, mis pärineb prefrontaalsest ajukoorest, toetab tähelepanu .
Huvitavad uuringud on näidanud, et vähenenud dopamiini kontsentratsioonid prefrontaalses ajukoores on sageli seotud seisundiga, mida tuntakse tähelepanupuudulikkuse hüperaktiivsuse häirena .
DOPAMIINI JA KOGNITIIVSED FUNKTSIOONID
Seos dopamiini ja kognitiivsete võimete vahel on ilmne kõigis haigestunud seisundites, mida iseloomustab prefrontaalse koore dopamiinergiliste neuronite muutumine.
Tegelikult võivad eelnimetatud haigestunud haigused lisaks juba mainitud teadus- ja töömälu teadmistele mõjutada ka neurokognitiivseid funktsioone, probleemide lahendamise oskusi jne.
haiguste
Dopamiinil on keskne roll mitmesugustes meditsiinilistes seisundites, kaasa arvatud: Parkinsoni tõbi, tähelepanupuudulikkuse hüperaktiivsuse häire (ADHD), skisofreenia / psühhoos ja teatud ravimite ja teatud ravimite sõltuvus .
Veelgi enam, mõnede teaduslike uuringute kohaselt vastutab see valusate tunnete eest, mis iseloomustavad mõningaid haigestunud seisundeid (fibromüalgia, rahutute jalgade sündroom, põletava suu sündroom) ja oksendamisega seotud iiveldust .
| Dopamiin ja sõltuvus | |
narkootikumide | narkootikume |
|
|
Lisateabe saamiseks:
- Parkinsoni tõbi
- ADHD
- skisofreenia
Uudishimu ja muu teave
Selleks et täiendada seni öeldut, on siin mõned lisateavet dopamiini kohta:
- Dopamiini konversioon noradrenaliiniks on hüdroksüülimisreaktsioon, mis on ette nähtud dopamiin beeta-hüdroksülaasina tuntud ensüümiga.
Seevastu dopamiini konversioon adrenaliiniks on reaktsioon, mis toimub fenüületanoolamiini N-metüültransferaasi nime all tuntud ensüümi sekkumise tõttu.
- Hiljutised uuringud on näidanud, et isegi silma võrkkest võõrustab mõningaid dopamiinergilisi neuroneid.
Närvirakkudel on eripära olla aktiivsed päevavalguse ajal ja vaigistades pimeduse ajal.
- Inimese närvisüsteemi kõige tavalisemad dopamiinergilised retseptorid on D1-retseptorid, millele järgneb kohe D2-retseptorid.
Võrreldes alamtüüpidega D1 ja D2 on D3, D4 ja D5 retseptorid palju madalamal tasemel.
- Ekspertide sõnul hõlmaks rõõmu ja tasu dopamiini kuritarvitamine ka narkootikumide kuritarvitamist.
Tõepoolest tundub, et narkootikumide, näiteks kokaiini võtmine põhjustab dopamiini taseme tõusu, nagu hea toit või seksuaalne aktiivsus.
- Arstid kavandavad ravi, mis põhineb dopamiini süstidel: hüpotensioon, bradükardia, südamepuudulikkus, südameatakk, südame seiskumine ja neerupuudulikkus.
- Füsioloogiline vananemine, millele iga inimene puutub, langeb kokku dopamiini taseme langusega närvisüsteemis.
Mõnede teaduslike uuringute kohaselt on ajufunktsiooni arenenud vanusega seotud vähenemine osaliselt tingitud dopamiini taseme langusest närvisüsteemis.
Vaata ka: Dopamiini agonisti ravimid
